share/man/man7/vkernel.7

   1 .\"
   2 .\" Copyright (c) 2006, 2007
   3 .\"     The DragonFly Project.  All rights reserved.
   4 .\"
   5 .\" Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   6 .\" modification, are permitted provided that the following conditions
   7 .\" are met:
   8 .\"
   9 .\" 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  10 .\"    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  11 .\" 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  12 .\"    notice, this list of conditions and the following disclaimer in
  13 .\"    the documentation and/or other materials provided with the
  14 .\"    distribution.
  15 .\" 3. Neither the name of The DragonFly Project nor the names of its
  16 .\"    contributors may be used to endorse or promote products derived
  17 .\"    from this software without specific, prior written permission.
  18 .\"
  19 .\" THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS
  20 .\" ``AS IS'' AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT
  21 .\" LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS
  22 .\" FOR A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE
  23 .\" COPYRIGHT HOLDERS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT,
  24 .\" INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING,
  25 .\" BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES;
  26 .\" LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED
  27 .\" AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY,
  28 .\" OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT
  29 .\" OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  30 .\" SUCH DAMAGE.
  31 .\"
  32 .\" $DragonFly: src/share/man/man7/vkernel.7,v 1.40 2008/05/27 23:26:38 dillon Exp $
  33 .\"
  34 .Dd May 6, 2008
  35 .Dt VKERNEL 7
  36 .Os
  37 .Sh NAME
  38 .Nm vkernel ,
  39 .Nm vcd ,
  40 .Nm vkd ,
  41 .Nm vke
  42 .Nd virtual kernel architecture
  43 .Sh SYNOPSIS
  44 .Cd "platform vkernel"
  45 .Cd "device vcd"
  46 .Cd "device vkd"
  47 .Cd "device vke"
  48 .Pp
  49 .Pa /var/vkernel/kernel
  50 .Op Fl sUv
  51 .Op Fl c Ar file
  52 .Op Fl e Ar name Ns = Ns Li value : Ns Ar name Ns = Ns Li value : Ns ...
  53 .Op Fl i Ar file
  54 .Op Fl I Ar interface Ns Op Ar :address1 Ns Oo Ar :address2 Oc Ns Oo Ar /netmask Oc
  55 .Op Fl l Ar cpulock
  56 .Op Fl m Ar size
  57 .Op Fl n Ar numcpus
  58 .Op Fl p Ar file
  59 .Op Fl r Ar file
  60 .Sh DESCRIPTION
  61 The
  62 .Nm
  63 architecture allows for running
  64 .Dx
  65 kernels in userland.
  66 .Pp
  67 The following options are available:
  68 .Bl -tag -width ".Fl m Ar size"
  69 .It Fl c Ar file
  70 Specify a readonly CD-ROM image
  71 .Ar file
  72 to be used by the kernel, with the first
  73 .Fl c
  74 option defining
  75 .Li vcd0 ,
  76 the second one
  77 .Li vcd1 ,
  78 and so on.  The first
  79 .Fl r
  80 or
  81 .Fl c
  82 option specified on the command line will be the boot disk.
  83 The CD9660 filesystem is assumed when booting from this media.
  84 .It Fl e Ar name Ns = Ns Li value : Ns Ar name Ns = Ns Li value : Ns ...
  85 Specify an environment to be used by the kernel.
  86 .It Fl i Ar file
  87 Specify a memory image
  88 .Ar file
  89 to be used by the virtual kernel.
  90 If no
  91 .Fl i
  92 option is given, the kernel will generate a name of the form
  93 .Pa /var/vkernel/memimg.XXXXXX ,
  94 with the trailing
  95 .Ql X Ns s
  96 being replaced by a sequential number, e.g.\&
  97 .Pa memimg.000001 .
  98 .It Fl I Ar interface Ns Op Ar :address1 Ns Oo Ar :address2 Oc Ns Oo Ar /netmask Oc
  99 Create a virtual network device, with the first
 100 .Fl I
 101 option defining
 102 .Li vke0 ,
 103 the second one
 104 .Li vke1 ,
 105 and so on.
 106 .Pp
 107 The
 108 .Ar interface
 109 argument is the name of a
 110 .Xr tap 4
 111 device node.
 112 The
 113 .Pa /dev/
 114 path prefix does not have to be specified and will be automatically prepended.
 115 Specifying
 116 .Cm auto
 117 will pick the first unused
 118 .Xr tap 4
 119 device.
 120 .Pp
 121 The
 122 .Ar address1
 123 and
 124 .Ar address2
 125 arguments are the IP addresses of the
 126 .Xr tap 4
 127 and
 128 .Nm vke
 129 interfaces.
 130 Optionally,
 131 .Ar address1
 132 may be of the form
 133 .Li bridge Ns Em X
 134 in which case the
 135 .Xr tap 4
 136 interface is added to the specified
 137 .Xr bridge 4
 138 interface.
 139 The
 140 .Nm vke
 141 address is not assigned until the interface is brought up in the guest.
 142 .Pp
 143 The
 144 .Ar netmask
 145 argument applies to all interfaces for which an address is specified.
 146 .It Fl l Ar cpulock
 147 Specify which, if any, real CPUs to lock virtual CPUs to.
 148 .Ar cpulock
 149 is one of
 150 .Cm any ,
 151 .Cm map Ns Op Ns , Ns Ar startCPU ,
 152 or
 153 .Ar CPU .
 154 .Pp
 155 .Cm any
 156 does not map virtual CPUs to real CPUs.
 157 This is the default.
 158 .Pp
 159 .Cm map Ns Op Ns , Ns Ar startCPU
 160 maps each virtual CPU to a real CPU starting with real CPU 0 or
 161 .Ar startCPU
 162 if specified.
 163 .Pp
 164 .Ar CPU
 165 locks all virtual CPUs to the real CPU specified by
 166 .Ar CPU .
 167 .It Fl m Ar size
 168 Specify the amount of memory to be used by the kernel in bytes,
 169 .Cm K
 170 .Pq kilobytes ,
 171 .Cm M
 172 .Pq megabytes
 173 or
 174 .Cm G
 175 .Pq gigabytes .
 176 Lowercase versions of
 177 .Cm K , M ,
 178 and
 179 .Cm G
 180 are allowed.
 181 .It Fl n Ar numcpus
 182 Specify the number of CPUs you wish to emulate.
 183 Up to 16 CPUs are supported.
 184 The virtual kernel must be built with
 185 .Cd options SMP
 186 to use this option and will default to 2 CPUs unless otherwise specified.
 187 .It Fl p Ar file
 188 Specify a file in which to store the process ID.
 189 A warning is issued if this file cannot be opened for writing.
 190 .It Fl r Ar file
 191 Specify a R/W disk image
 192 .Ar file
 193 to be used by the kernel, with the first
 194 .Fl r
 195 option defining
 196 .Li vkd0 ,
 197 the second one
 198 .Li vkd1 ,
 199 and so on.  The first
 200 .Fl r
 201 or
 202 .Fl c
 203 option specified on the command line will be the boot disk.
 204 .It Fl s
 205 Boot into single-user mode.
 206 .It Fl U
 207 Enable writing to kernel memory and module loading.
 208 By default, those are disabled for security reasons.
 209 .It Fl v
 210 Turn on verbose booting.
 211 .El
 212 .Sh DEVICES
 213 A number of virtual device drivers exist to supplement the virtual kernel.
 214 .Ss Disk device
 215 The
 216 .Nm vkd
 217 driver allows for up to 16
 218 .Xr vn 4
 219 based disk devices.
 220 The root device will be
 221 .Li vkd0
 222 (see
 223 .Sx EXAMPLES
 224 for further information on how to prepare a root image).
 225 .Ss CD-ROM device
 226 The
 227 .Nm vcd
 228 driver allows for up to 16 virtual CD-ROM devices.
 229 Basically this is a read only
 230 .Nm vkd
 231 device with a block size of 2048.
 232 .Ss Network interface
 233 The
 234 .Nm vke
 235 driver supports up to 16 virtual network interfaces which are associated with
 236 .Xr tap 4
 237 devices on the host.
 238 For each
 239 .Nm vke
 240 device, the per-interface read only
 241 .Xr sysctl 3
 242 variable
 243 .Va hw.vke Ns Em X Ns Va .tap_unit
 244 holds the unit number of the associated
 245 .Xr tap 4
 246 device.
 247 .Sh SIGNALS
 248 The virtual kernel only enables
 249 .Dv SIGQUIT
 250 and
 251 .Dv SIGTERM
 252 while operating in regular console mode.
 253 Sending
 254 .Ql \&^\e
 255 .Pq Dv SIGQUIT
 256 to the virtual kernel causes the virtual kernel to enter its internal
 257 .Xr ddb 4
 258 debugger and re-enable all other terminal signals.
 259 Sending
 260 .Dv SIGTERM
 261 to the virtual kernel triggers a clean shutdown by passing a
 262 .Dv SIGUSR2
 263 to the virtual kernel's
 264 .Xr init 8
 265 process.
 266 .Sh DEBUGGING
 267 It is possible to directly gdb the virtual kernel's process.
 268 It is recommended that you do a
 269 .Ql handle SIGSEGV noprint
 270 to ignore page faults processed by the virtual kernel itself and
 271 .Ql handle SIGUSR1 noprint
 272 to ignore signals used for simulating inter-processor interrupts (SMP build
 273 only).
 274 .Sh EXAMPLES
 275 A couple of steps are necessary in order to prepare the system to build and
 276 run a virtual kernel.
 277 .Ss Setting up the filesystem
 278 The
 279 .Nm
 280 architecture needs a number of files which reside in
 281 .Pa /var/vkernel .
 282 Since these files tend to get rather big and the
 283 .Pa /var
 284 partition is usually of limited size, we recommend the directory to be
 285 created in the
 286 .Pa /home
 287 partition with a link to it in
 288 .Pa /var :
 289 .Bd -literal
 290 mkdir /home/var.vkernel
 291 ln -s /home/var.vkernel /var/vkernel
 292 .Ed
 293 .Pp
 294 Next, a filesystem image to be used by the virtual kernel has to be
 295 created and populated (assuming world has been built previously):
 296 .Bd -literal
 297 dd if=/dev/zero of=/var/vkernel/rootimg.01 bs=1m count=2048
 298 vnconfig -c -s labels vn0 /var/vkernel/rootimg.01
 299 disklabel -r -w vn0s0 auto
 300 disklabel -e vn0s0      # edit the label to create a vn0s0a partition
 301 newfs /dev/vn0s0a
 302 mount /dev/vn0s0a /mnt
 303 cd /usr/src
 304 make installworld DESTDIR=/mnt
 305 cd etc
 306 make distribution DESTDIR=/mnt
 307 echo '/dev/vkd0s0a      /       ufs     rw      1  1' >/mnt/etc/fstab
 308 echo 'proc              /proc   procfs  rw      0  0' >>/mnt/etc/fstab
 309 .Ed
 310 .Pp
 311 Edit
 312 .Pa /mnt/etc/ttys
 313 and replace the
 314 .Li console
 315 entry with the following line and turn off all other gettys.
 316 .Bd -literal
 317 console "/usr/libexec/getty Pc"         cons25  on  secure
 318 .Ed
 319 .Pp
 320 Then, unmount the disk.
 321 .Bd -literal
 322 umount /mnt
 323 vnconfig -u vn0
 324 .Ed
 325 .Ss Compiling the virtual kernel
 326 In order to compile a virtual kernel use the
 327 .Li VKERNEL
 328 kernel configuration file residing in
 329 .Pa /usr/src/sys/config
 330 (or a configuration file derived thereof):
 331 .Bd -literal
 332 cd /usr/src
 333 make -DNO_MODULES buildkernel KERNCONF=VKERNEL
 334 make -DNO_MODULES installkernel KERNCONF=VKERNEL DESTDIR=/var/vkernel
 335 .Ed
 336 .Ss Enabling virtual kernel operation
 337 A special
 338 .Xr sysctl 8 ,
 339 .Va vm.vkernel_enable ,
 340 must be set to enable
 341 .Nm
 342 operation:
 343 .Bd -literal
 344 sysctl vm.vkernel_enable=1
 345 .Ed
 346 .Ss Configuring the network on the host system
 347 In order to access a network interface of the host system from the
 348 .Nm ,
 349 you must add the interface to a
 350 .Xr bridge 4
 351 device which will then be passed to the
 352 .Fl I
 353 option:
 354 .Bd -literal
 355 kldload if_bridge.ko
 356 kldload if_tap.ko
 357 ifconfig bridge0 create
 358 ifconfig bridge0 addm re0       # assuming re0 is the host's interface
 359 ifconfig bridge0 up
 360 .Ed
 361 .Ss Running the kernel
 362 Finally, the virtual kernel can be run:
 363 .Bd -literal
 364 cd /var/vkernel
 365 \&./kernel -m 64m -r /var/vkernel/rootimg.01 -I auto:bridge0
 366 .Ed
 367 .Pp
 368 You can issue the
 369 .Xr reboot 8 ,
 370 .Xr halt 8 ,
 371 or
 372 .Xr shutdown 8
 373 commands from inside a virtual kernel.
 374 After doing a clean shutdown the
 375 .Xr reboot 8
 376 command will re-exec the virtual kernel binary while the other two will
 377 cause the virtual kernel to exit.
 378 .Sh BUILDING THE WORLD UNDER A VKERNEL
 379 The virtual kernel platform does not have all the header files expected
 380 by a world build, so the easiest thing to do right now is to specify a
 381 pc32 target when building the world under a virtual kernel, like this:
 382 .Bd -literal
 383 vkernel# make MACHINE_PLATFORM=pc32 buildworld
 384 vkernel# make MACHINE_PLATFORM=pc32 installworld
 385 .Ed
 386 .Sh CONFIGURATION FILES
 387 Your virtual kernel is a complete
 388 .Dx
 389 system, but you might not want to run all the services a normal kernel runs.
 390 Here is what a typical virtual kernel's
 391 .Pa /etc/rc.conf
 392 file looks like, with some additional possibilities commented out.
 393 .Bd -literal
 394 hostname="vkernel"
 395 network_interfaces="lo0 vke0"
 396 ifconfig_vke0="DHCP"
 397 sendmail_enable="NO"
 398 #syslog_enable="NO"
 399 blanktime="NO"
 400 .Ed
 401 .Sh SEE ALSO
 402 .Xr bridge 4 ,
 403 .Xr tap 4 ,
 404 .Xr vn 4 ,
 405 .Xr build 7 ,
 406 .Xr disklabel 8 ,
 407 .Xr ifconfig 8 ,
 408 .Xr vknetd 8 ,
 409 .Xr vknet 1 ,
 410 .Xr vnconfig 8
 411 .Sh HISTORY
 412 Virtual kernels were introduced in
 413 .Dx 1.7 .
 414 .Sh AUTHORS
 415 .An -nosplit
 416 .An Matt Dillon
 417 thought up and implemented the
 418 .Nm
 419 architecture and wrote the
 420 .Nm vkd
 421 device driver.
 422 .An Sepherosa Ziehau
 423 wrote the
 424 .Nm vke
 425 device driver.
 426 This manual page was written by
 427 .An Sascha Wildner .